一种铝合金复合板的金相组织显示方法技术

本发明专利技术公开了一种铝合金复合板的金相组织显示方法，属于金相样品制备技术领域。所述一种铝合金复合板的金相腐蚀剂的金相组织显示方法，其特征在于，该方法包括水磨铝合金复合板、机械抛光处理、电解抛光处理、金相腐蚀液腐蚀最后在金相显微镜下进行组织观察；所述金相腐蚀剂包括乙醇钠，氢氧化钠，氢氧化钾，高锰酸钾和水；所述金相腐蚀剂中各组分的重量分为氢氧化钠和氢氧化钾1～2份、乙醇钠2～4份、高锰酸钾8～12份、水220～240份；所述氢氧化钠和氢氧化钾的重量比为1

【技术实现步骤摘要】
一种铝合金复合板的金相组织显示方法


[0001]本专利技术属于金相样品制备
，具体涉及一种铝合金复合板的金相组织显示方法。

技术介绍

[0002]随着科学技术的不断发展，现用单一组元金属已难以满足部件在特定环境下的使用要求，而汇集多种组元优异性能的金属基复合材料有望在相关领域取得应用。在复合材料中，金属基层状复合材料因其制备工艺相对简单，如挤压或轧制，性能稳定等特点，被认为是最具大规模工业化及商业化生产潜力的复合板材类型。由于金属基层状复合材料包含了两种或多种金属，可有效发挥各金属的性能优势，扬长避短、经济实用，是一种应用前景广阔的新材料。
[0003]在铝合金中，6082和2A14铝合金同属可热处理强化的铝合金序列，其中6082铝合金主要由Al、Mg、Si等元素组成，具有中等的强塑性，主要应用于建筑、管道、汽车等领域。而2A14铝合金主要由Al、Cu、Mg等元素组成，具有更好的强塑性，主要应用于航空航天等领域。由于2A14铝合金中含有较多的Cu元素，因此其耐蚀性相比6082铝合金具有较大差异。对于6082/2A14铝合金复合板，其改善了6082铝合金的强塑性，但由于6082和2A14铝合金组成元素的差异性，使其耐腐蚀性也不同，这也就加大了其金相组织的获取难度。
[0004]此外，材料耐蚀行为除了与材料本身的组成有关，还受到材料加工状态的影响。对于挤压、锻造、轧制等加工方式的材料，其组织在外力的作用下，出现大量的择优取向，组织内的织构、内应力、孪晶等均会对腐蚀效果造成影响。因此，金属层状复合材料对金相检测技术如何清晰完整的表征微观组织提出了更高的要求。

技术实现思路

[0005]针对上述现有技术的缺点，本专利技术提供一种铝合金复合板的金相组织显示方法。
[0006]为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为：
[0007]一种铝合金复合板的金相组织显示方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
[0008](1)依次使用600
‑
3000目的碳化硅砂纸上水磨铝合金复合板，然后进行机械抛光处理；
[0009](2)将步骤(1)得到的样品在乙醇中超声清洗，干燥后进行电解抛光处理；
[0010](3)将步骤(2)处理后的样品清洗干燥后，浸于金相腐蚀液中腐蚀，然后使用腐蚀液擦拭样品表面，再用水、乙醇依次冲洗，干燥后在金相显微镜下进行组织观察；
[0011]所述金相腐蚀剂包括乙醇钠，氢氧化钠，氢氧化钾，高锰酸钾和水；所述金相腐蚀剂中各组分的重量分为氢氧化钠和氢氧化钾1～2份、乙醇钠2～4份、高锰酸钾8～12份、水220～240份；所述氢氧化钠和氢氧化钾的重量比为1
‑
4：1
‑
2。
[0012]本专利技术将乙醇钠，氢氧化钠，氢氧化钾，高锰酸钾复配使用，协同实现对铝合金复合板的腐蚀，促进复合板金相组织的显示。本专利技术选用乙醇钠在腐蚀过程中，不断分解产生
氢氧根离子，维持体系碱性浓度，保持腐蚀过程稳定。而且由于复合板中两种铝合金的主要元素含量和种类不同，其耐腐蚀性也不同，比如：6082铝合金中合金元素主要为Al、Mg、Si、Mn，2A14铝合金中合金元素主要为Al、Cu，由于2A14铝合金中含有较多的Cu元素，其耐蚀性相比6082铝合金较差。因此本专利技术选用混合无机碱氢氧化钠和氢氧化钾，为腐蚀过程提供主要的碱性环境，提高腐蚀体系的离子混乱度，增加腐蚀液与复合板基体反应时粒子碰撞的几率，缩短腐蚀时间。并且选用强氧化剂为高锰酸钾，当高锰酸钾与复合板基体发生氧化还原反应时，同时将腐蚀出的晶粒进一步染色，由于复合板中各系铝合金耐蚀性的差异，晶粒所呈现出的颜色也具有明显的对比，更好的反映出复合板各部分晶粒生长的特性。
[0013]本专利技术经过大量实验探索发现，乙醇钠，氢氧化钠，氢氧化钾，高锰酸钾和水的比值在本专利技术限定范围内能够均匀的腐蚀复合板，且有利于复合板金相组织的显示，但是若乙醇钠，氢氧化钠，氢氧化钾的浓度过高，复合板中第二相会因耐蚀性差异，造成大量腐蚀凹坑。同时，强氧化剂高锰酸钾若添加含量过高，将催化乙醇钠分解向正向进行速率过快，使乙醇钠维持腐蚀体系碱性浓度效果减弱。
[0014]所述铝合金复合板一般通过挤压方式制得，在复合变形过程中，材料内部积累了大量内应力。在腐蚀过程中，材料内部残存的大量位错及内应力会对腐蚀过程产生严重的阻碍作用，影响金相腐蚀的稳定性。因此，本专利技术首先通过机械抛光宏观上消除复合板表面的氧化层及各种缺陷，然后进一步采用通过阳极腐蚀方法的电解抛光技术，不仅可以消除复合板表面应力集中现象，而且可以消除其表面微小划痕，进一步提高复合板表面的光洁度，为下一步通过化学腐蚀显示晶粒提供了良好的表面。
[0015]作为本专利技术的优选实施方式，所述乙醇钠，氢氧化钠，氢氧化钾，高锰酸钾的纯度均为分析纯以上。
[0016]作为本专利技术的优选实施方式，所述步骤(1)中，铝合金复合板依次在600、1000、1400、2000、3000目的碳化硅砂纸上进行水磨。
[0017]作为本专利技术的优选实施方式，所述步骤(1)中，机械抛光处理的过程包括：采用羊绒抛光布，在流动水冲洗下，用进行抛光处理；机械抛光的转速为300
‑
450r/min。
[0018]作为本专利技术的优选实施方式，所述步骤(2)中，电解抛光处理的电解液由高氯酸和乙醇组成；高氯酸和乙醇的体积比为1：10。
[0019]作为本专利技术的优选实施方式，所述高氯酸的浓度为70
‑
72wt％；所述无水乙醇的浓度≥99.7wt％。
[0020]作为本专利技术的优选实施方式，所述步骤(2)中，电解抛光的温度为
‑
20℃～
‑
25℃，电解电压为15～20V，电解时间15～20s。
[0021]作为本专利技术的优选实施方式，所述步骤(3)中，浸于金相腐蚀液中腐蚀的时间为15
‑
20s。
[0022]作为本专利技术的优选实施方式，所述步骤(3)中，金相腐蚀液的配制方法包括：将无机碱、有机碱和氧化剂依次加入水中。
[0023]作为本专利技术的优选实施方式，所述步骤(3)中，使用腐蚀液擦拭样品表面5
‑
10次，使样品充分着色。
[0024]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：本专利技术一方面使用乙醇钠不断分解产生氢氧根离子，维持体系碱性浓度，保持腐蚀过程稳定。另一方面，针对复合板的元素种类和
含量不同导致的耐腐蚀性不同，本专利技术选用混合无机碱氢氧化钠和氢氧化钾，为腐蚀过程提供主要的碱性环境，提高腐蚀体系的离子混乱度，增加腐蚀液与复合板基体反应时粒子碰撞的几率，缩短腐蚀时间。因此本专利技术将有机碱、无机碱、氧化剂复配使用，能够协同增强对铝合金复合板的腐蚀，促进复合板金相组织的显示。
附图说明
[0025]图1为热处理后的挤压态6082/2A14铝合金复合板经过实施例1所述金相组织显示方法处理的金相组织图。
[002本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铝合金复合板的金相组织显示方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：(1)依次使用600
‑
3000目的碳化硅砂纸上水磨铝合金复合板，然后进行机械抛光处理；(2)将步骤(1)得到的样品在乙醇中超声清洗，干燥后进行电解抛光处理；(3)将步骤(2)处理后的样品清洗干燥后，浸于金相腐蚀液中腐蚀，然后使用腐蚀液擦拭样品表面，再用水、乙醇依次冲洗，干燥后在金相显微镜下进行组织观察；所述金相腐蚀剂包括氢氧化钠，氢氧化钾，乙醇钠，高锰酸钾和水；所述金相腐蚀剂中各组分的重量份为氢氧化钠和氢氧化钾1～2份、乙醇钠2～4份、高锰酸钾8～12份、水220～240份；所述氢氧化钠和氢氧化钾的重量比为1～4：1～2。2.如权利要求1所述铝合金复合板的金相组织显示方法，其特征在于，所述步骤(1)中，机械抛光处理...

【专利技术属性】
技术研发人员：李祖来，韩圣杰，陈所坤，张军磊，张迎星，吴迪，苟浩杰，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：